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| - Valorisation énergétique du biogaz - 1 – Valorisation énergétique de sites complexes ou de biogaz complexes Les équipes de Verdesis proposent de prendre en charge la mise en place de systèmes de valorisation électrique de biogaz pauvre >35% ou de biogaz difficile (siloxanes, soufre, chlore etc…, ou de site de petites tailles 30kW à 1MW. Les solutions de Verdesis sont complètement ajustées aux besoins du client: financement, vente, clé en main, installation comprise, maintenance totale etc… 2 - Le développement des micro-turbines La technologie des turbines est connue et divulguée depuis de nombreuses années mais, pour ce qui concerne celles de petite capacité (<200 kW), et même si elles équipaient nombre d'avions en mode APS, il fallut attendre les années '90 pour que, à la suite des politiques de dérégulation, on commence à raisonner en moyens de production décentralisés et qu'on lance les premières applications électrogènes à partir de micro-turbines. Les équipes qui, aujourd'hui participent à l'aventure Verdesis ont fait partie de ce mouvement puisque, au sein d'EDF ou de Honeywell Power Systems elles ont lancé le développement de la Parallon 75, la turbine de 75 kW développé part Honeywell sur une technologie de paliers à air.
Les premières micro-turbines, en application aéronautique, fonctionnaient au kérosène mais, très vite, les fonctionnalités gaz naturel, propane, et diesel ont été mises au point avant que, à partir de 2000, des applications plus particulières (sweet flare gas, sour flare gas, landfill gas ou sewage gas) ne soient lancées, essentiellement par Honeywell et Capstone. Des trois entreprises pionnières, Honeywell (Power Systems), Capstone turbine et Elliott, seules deux restent en activité, Honeywell Inc. ayant décidé, à la suite de la décision de la Commission Européenne de ne pas autoriser le rachat de Honeywell par General Electric (juillet 2001) de sortir de ce secteur. Elliott de son côté a été racheté par le Groupe Japonais Ebara qui s'est engagé dans une complète refonte des méthodes et procédés. 3 - Le partenariat avec Capstone Capstone, leader du secteur, a accumulé plus d'expérience que n'importe quel autre fabricant et ce, dans pratiquement toutes les applications possibles (http://www.microturbine.com). Les fondateurs de Verdesis, ont négocié des accords de préférence avec Capstone, la turbine C30kW a le plus de références prouvées en applications biogaz, en outre elle fonctionne à 50Hz.
Les performances des turbines Capstone en application biogaz sont détaillées dans la spécification technique référencée ci-après. On notera synthétiquement les points suivants :
4 - Les périphériques Cependant, même s'il était essentiel de pouvoir compter sur des turbines aptes à fonctionner à partir des différents biogaz, il a fallu définir, développer et expérimenter les périphériques appropriés à ce mode de fonctionner et qui puissent apporter, tout au long des dizaines de milliers d'heures des contrats de fourniture d'énergie, la robustesse et la fiabilité nécessaire. C'est là et dans l'exploitation des équipements que le savoir-faire de Verdesis s'avère essentiel : Les périphériques - Groupes froid & compresseurs Les microturbines ont besoin d'un gaz à 5 bars pour fonctionner. Dans le cas du biogaz, la pression sera légèrement augmentée. L'expérience des premiers sites aux USA et en Europe à montrer que le système de conditionnement du biogaz peut-être le maillon faible. Verdesis a développé un système unique en Europe basé sur un compresseur à palettes avec un moteur à fréquence variable. Différents niveaux de filtres et un groupe froid permettent d'assurer que le biogaz est dans des conditions optimales pour les microturbines. Notre système assure une déshumidification suivie d'un réchauffement du biogaz garantissant un taux d'humidité relatif à l'entrée des microturbines inférieur à 50%. La qualité du biogaz et notamment le niveau des siloxanes est un point problématique pour les moteurs ainsi que pour les microturbines. Verdesis a une solution originale le SAGTM media (breveté). Ce système permet de filtrer les siloxanes et de garantir un niveau inférieur aux limites de détection du biogaz (<0.01mg/m3).
5 – La maintenance Les équipes de Verdesis assurent le soutien pour l'installation des équipements, le commissioning et la formation d'opérateurs éventuels sur le site. L'équipe
de Verdesis a 3ans d'expériences d'installation et d'exploitation des Parallon75
(Honeywell). En outre, elle a été formée aux Etats-Unis pour
les microturbines C30kW ,C60kW de Capstone depuis 2002. 6 – Financement Dans la mesure où l'offre de Verdesis peut intéresser nombre d'exploitants publics ou semi-publics, il est apparu important de promouvoir occasionnellement des solutions permettant à ces exploitants de valoriser - ou du moins de traiter - leur biogaz sans avoir besoin d'investir des montants, souvent élevés, pour des investissements non-directement essentiels. Cette offre d'externalisation de l'investissement, Verdesis l'a mise au point sur des contrats de durée, aussi bien en Belgique qu'en Suisse ou en Italie essentiellement à partir de la maîtrise d'une possibilité de financement que sur ses capacités à exploiter ces équipements sur des contrats de durée. La possibilité d'obtenir des moyens de financement appropriés est due à la confiance des investisseurs quant au dimensionnement des installations et à la capacité des équipes de Verdesis d'exploiter, au mieux, ces installations sur la durée - soit en moyenne 8 ans, avec des taux de disponibilité supérieurs à 92%. Connaissance intime du mode de fonctionnement des micro-turbines, maîtrise des périphériques, tels sont les éléments clés qui permettent à l'offre de Verdesis, aujourd'hui, après des années d'expérience sur ce domaine, d'être crédible pour les acteurs du secteur. - Filtration - Traitement des siloxanes - Verdesis est le distributeur de Applied Filter Technology - www.appliedfiltertechnology.com - en Europe. Verdesis a mis au point des équipements compatibles avec l'utilisation du SAGTM media de AFT pour le marché européen. Verdesis a mis en place la logistique nécessaire pour assurer le stockage/transport/maintenance/gestion du déchet en Europe de la matière filtrante. Applied Filter Technology est le leader Américain de la filtration des siloxanes pour les moteurs et les microturbines sur les C.E.T. ou les stations d'épuration et pour des débits de 20m3/h à 4000m3/h. 1 - Les filtres à siloxanes A partir du moment où il est diagnostiqué, sur un site biogaz (une décharge ou une station de traitement d'eau) un problème de siloxanes, la démarche de Verdesis sera la suivante : A - Prise d’échantillon : L'analyse du biogaz est une étape fondamentale pour caractériser le biogaz d'un site et ainsi de préparer une stratégie de filtration. Les analyses effectuées par Verdesis permettent de mesurer l'ensemble des composants suivants:
Verdesis recommande
le laboratoire d'analyse de DCMS. B - Définition du système de filtration : Une fois le type de granulats déterminé, il sera procédé à une étude permettant de définir la taille des silos et les fréquences de changement, de façon à ce qu’il y ait toujours au moins un silo en activité et que le biogaz soit filtré en permanence :
Le media utilisé pour l'élimination des siloxanes sera un mélange composite de plus de 150 types de charbons et graphites actifs, spécialement étudiés pour les applications de biogaz et dont le pouvoir d'adsorption est très sensiblement supérieur aux charbons actifs usuels. Les mesures ont démontré une capacité d'adsorption 100 fois supérieurs aux charbons actifs les plus efficaces. Le niveau de filtration mesuré est de 0,005mg/m3 par siloxane. C - Financement et garanties L'offre, se décline sur plusieurs facettes. Ce peut être une simple vente de filtres et de granulats filtrants, le client décidant, de son propre chef du moment et de la fréquence des changements ; mais ce peut être aussi une offre plus complexe dans le cadre de laquelle c'est Verdesis qui définit, finance et exploite (décide de la fréquence et de l'importance des changements de media) moyennant le paiement d'un loyer mensuel pour le remboursement de .l'investissement et un paiement proportionnel aux quantités de SAG media utilisé pour filtrer le biogaz.
2 - Les filtres à soufre D'autres problèmes peuvent se présenter aux exploitants, qu'il s'agisse d'un excès de chlore, de fluor ou de soufre, présentant soit un danger pour l'exploitation (formations de gaz acides, chlorhydriques, fluoriques ou sulfuriques oxydants), soit parce que les seuils de tolérance au niveau des fumées seront dépassés du fait de la trop forte teneur en soufre, notamment, dans le biogaz. A - Les éponges ferrugineuses : Les éponges ferrugineuses sont la solution utilisée aux USA dans plus de 80% des C.E.T. ou des stations d'épuration qui ont une présence significative de soufre.
Verdesis utilise un nouveau procédé d'injection d'eau en très faible quantité et d'air pour catalyser la réaction. Le taux de charge des éponges ferrugineuses passe de 12% à 20%-25% minimum pour une valeur maximale de 32% à 35% dans les sites les mieux optimisés. Le dimensionnement des équipements se fera en fonction du débit de biogaz pour assurer un temps de contact de 60 secondes. Le coût complet de traitement du soufre dans une installation est de 2 à 3 fois moins cher que le coût par charbon actif imprégné. Nous consulter pour avoir un devis adapté à votre site. B - Les systèmes classiques de traitement de soufre présentent les inconvénients suivants : Le charbon actif imprégné : Les coûts variables sont très supérieurs aux autres technologies il est très coûteux au poids en outre, il est indispensable d'utiliser un premier niveau de filtration avec du charbon actif. Le taux d'adsorption est souvent inférieur à 20% voir 15% sur des Centres d'Enfouissement Technique (C.E.T.). Son faible coût d'investissement font qu'il a la préférence des décideurs qui ne réalisent pas qu'ils peuvent dans certains cas payés 250% voir 300% de plus chaque année que la solution proposée par Verdesis. Les systèmes biologiques. Ils sont très coûteux en investissement. En outre, les micro-organismes sont très difficiles à garder en vie, car l'équilibre est précaire et les conséquences d'une forte variation d'arrivée de H2S risquent de stopper la réaction pour plusieurs jours. 3 – Un système PSA révolutionnaire de concentration de CH4 dans le biogaz Verdesis a intégré dans la gamme de ses produits un système qui permet d'augmenter le taux de méthane dans le biogaz de C.E.T. de 25% à la valeur désirée 55% ; voir 90% en fonction des besoins du client. La technologie permet un enrichissement de méthane sur le principe de PSA (Pressure Swing Adsorption). Le concept consiste à séparer le CO2 du biogaz. La technologie est à base d'adsorption dans des cuves avec une rotation suffisamment rapide entre les phases d'adsorption et de désorption pour permettre un investissement nettement inférieur. Les économies sont dues à la petite taille des cuves par rapport aux systèmes traditionnels et à la robustesse du système de commutation, en outre la simplification et la robustesse du contrôle commande est un point essentiel. Le système de Verdesis permet de traiter tous les débits de 50m3/h à 5000m3/h. La force de Verdesis est d'intégrer dans la même offre une forte compétence dans la filtration de biogaz, les compresseurs de biogaz et l'enrichissement de méthane. Le système de Verdesis est particulièrement compétitif en terme de prix pour des petits débits par rapport aux systèmes de lavage ou de membranes.
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